JP2020010450A - 制御システム、制御システムによる制御方法、及びプログラム - Google Patents
制御システム、制御システムによる制御方法、及びプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020010450A JP2020010450A JP2018127498A JP2018127498A JP2020010450A JP 2020010450 A JP2020010450 A JP 2020010450A JP 2018127498 A JP2018127498 A JP 2018127498A JP 2018127498 A JP2018127498 A JP 2018127498A JP 2020010450 A JP2020010450 A JP 2020010450A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric energy
- power
- power storage
- load
- capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
環境発電を利用する環境発電システムでは、発電素子によって環境エネルギを電気エネルギに変換し、変換後の電気エネルギを蓄電し、蓄電した電気エネルギを動作対象の負荷に供給する。電気エネルギの蓄電には、例えば、キャパシタや二次電池が使用されるが、それぞれに特徴がある。キャパシタは、電気エネルギの蓄電効率が比較的高いが、電気エネルギを蓄電可能な容量(最大容量)が比較的小さいという特徴を備えている。一方、二次電池は、電気エネルギを蓄電可能な容量が比較的大きいが、電気エネルギの蓄電効率が比較的低いという特徴を備えている。
デバイスの動作時間を延ばすためには、蓄電した電気エネルギの負荷への供給効率を向上させたり、発電素子が変換した電気エネルギの蓄電効率を向上させたりすることが有効である。特許文献1には、蓄電ユニットから負荷に対して間欠的に電気エネルギを供給する技術が記載されている。特許文献2には、光発電部が変換した電気エネルギをコンデンサに蓄電し、コンデンサに蓄電した電気エネルギを、定電流・定電圧回路を通じてバッテリに供給する技術が記載されている。
特許文献1に記載された技術では、蓄電ユニットから負荷に対して電気エネルギを間欠的に供給しているため、負荷の消費電力を抑制することができる。特許文献2に記載された技術では、光発電部が変換した電気エネルギをコンデンサに蓄電した後、定電流・定電圧回路を通じてバッテリに供給しているため、バッテリに対して電気エネルギを効率よく蓄電できる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、間欠動作を行う負荷の動作状況に応じて効率的に電気エネルギを蓄電することにある。
図1は、本発明の第一実施形態に係る制御システム1のハードウェア構成を説明するブロック図である。
制御システム1は、発電素子2と省電力デバイス3との間に設けられており、発電素子2が変換した電気エネルギの省電力デバイス3への供給を制御する。
発電素子2は、環境から供給される環境エネルギを電気エネルギに変換する変換手段の一例であり、本実施形態では、光エネルギの供給を受けて電気エネルギに変換する光発電素子を用いている。なお、発電素子2は、光発電素子に限られない。例えば、発電素子2として、振動や圧力が加えられることによって電気エネルギを発生する圧電素子を用いてもよいし、温度差によって起電力を発生する熱電対を用いてもよい。
省電力デバイス3は、制御システム1から電気エネルギの供給を受け、電気エネルギを消費して動作をする負荷の一例である。本実施形態における省電力デバイス3は、検知対象の物理量(例えば光)を検知して電気信号に変換するセンサ3aと、外部機器との間で無線による通信を行う無線通信ユニット3bとを備えている。この省電力デバイス3では、所定時間が経過する毎に物理量を検知し、検知結果を無線通信によって外部機器に送信する。すなわち、省電力デバイス3は、動作と非動作を交互に繰り返す間欠動作を行っている。
制御システム1は、省電力デバイス3の動作期間中に亘って当該省電力デバイス3に電気エネルギを供給し、省電力デバイス3の非動作期間に亘って当該省電力デバイス3に電気エネルギを供給しない。
キャパシタ11は、二次電池12と比較して電気エネルギの蓄電効率は高いが、電気エネルギの最大蓄電容量が小さいという特徴を有している。一方、二次電池12は、キャパシタ11と比較して電気エネルギの最大蓄電容量は大きいが、電気エネルギの蓄電効率が低いという特徴を有している。蓄電回路16は、電気エネルギを二次電池12へ蓄電するときに、電気エネルギの電圧及び電流を制御する。蓄電回路16は、例えば、定電圧・定電流回路によって構成される。
制御回路13は、ROMに記憶されたコンピュータプログラムをCPUがRAMに展開して実行することにより、蓄電先切り替え制御部13a、及び給電元切り替え制御部13bとして機能する。
給電元切り替え制御部13bは、給電元切り替え回路17を制御する。給電元切り替え回路17は、例えば、FET(Field effect transistor)を含むスイッチング回路であり、電源としてキャパシタ11や二次電池12を使用する。給電元切り替え回路17は、給電元切り替え制御部13bが出力した切り替え信号に基づき、省電力デバイス3(負荷)へ供給する電気エネルギの供給元をキャパシタ11又は二次電池12に設定する。従って、制御回路13(給電元切り替え制御部13b)と給電元切り替え回路17の組は、キャパシタ11及び二次電池12が蓄電した電気エネルギの省電力デバイス3への供給を制御する供給制御手段に相当する。
次に、制御システム1の動作について説明する。制御回路13は、タイマ機能などにより、省電力デバイス3を動作させる動作期間であるか、省電力デバイス3を動作させない非動作期間であるかを判断し、判断結果に基づいて動作をする。
図2は、省電力デバイス3の非動作時における制御システム1の動作を説明する図である。給電元切り替え制御部13bは、省電力デバイス3の動作停止タイミング(動作中から非動作への切り替えタイミング)において、蓄電先切り替え制御部13aに対し、省電力デバイス3の動作停止通知を出力する。蓄電先切り替え制御部13aは、受け付けた動作停止通知に基づいて蓄電先切り替え回路15を制御し、発電素子2が変換した電気エネルギE1の蓄電先を二次電池12側に設定する。具体的には、発電素子2が変換した電気エネルギE1が蓄電回路16に供給されるように蓄電先切り替え回路15を制御する。これにより、発電素子2が変換した電気エネルギE1は蓄電回路16によって電圧及び電流が調整され、調整後の電気エネルギE2が二次電池12に供給される。また、給電元切り替え制御部13bは、給電元(電源)であるキャパシタ11及び二次電池12の何れも省電力デバイス3に接続しないように、給電元切り替え回路17を制御する。
図3は、省電力デバイス3の動作時であって、環境発電による発電量が充分な場合の制御システム1の動作を説明する図である。図4は、省電力デバイス3の動作時であって、環境発電による発電量が不充分な場合の制御システム1の動作を説明する図である。
電圧監視回路14は、キャパシタ11の電圧を監視して制御回路13(給電元切り替え制御部13b)に出力する。給電元切り替え制御部13bは、キャパシタ11の電圧が所定の閾値を超えているときに、発電素子2から制御システム1の動作に充分な電力が供給されている(環境発電による発電量が充分)と判断する。給電元切り替え制御部13bは、環境発電による発電量が充分と判断したとき、キャパシタ11が省電力デバイス3に接続されるように、給電元切り替え回路17を制御する。これにより、キャパシタ11から省電力デバイス3に対して電気エネルギE3が供給される。すなわち、発電素子2が変換した電気エネルギE1は、キャパシタ11を介して電気エネルギE3として省電力デバイス3に供給される。
なお、電圧監視回路14によるキャパシタ11の電圧監視は、省電力デバイス3の動作期間中に亘って行われる。従って、キャパシタ11の電圧が動作期間中に閾値以下に低下したとき、給電元切り替え制御部13bは、二次電池12が省電力デバイス3に接続されるように、給電元切り替え回路17を制御する。反対に、キャパシタ11の電圧が動作期間中に閾値を超えたとき、給電元切り替え制御部13bは、キャパシタ11が省電力デバイス3に接続されるように、給電元切り替え回路17を制御する。
次に、給電元切り替え制御部13bの動作について説明する。図5は、給電元切り替え制御部13bの動作を説明するフローチャートである。
給電元切り替え制御部13bは、省電力デバイス3の動作開始タイミングになったとき(S1,Yes)、蓄電先切り替え制御部13aに対して、省電力デバイス3の動作の開始を通知するための動作開始通知を出力する(S3)。また、給電元切り替え制御部13bは、省電力デバイス3の動作開始タイミングではないとき、動作開始タイミングになるまで待機をする(S1,No)。
給電元切り替え制御部13bは、蓄電先の変更通知を受け付けた(S5,Yes)後、電圧監視回路14からキャパシタ11の電圧を取得し、キャパシタ11の電圧が閾値以下であるか否かを判定する(S7)。
給電元切り替え制御部13bは、キャパシタ11の電圧が閾値以下であった場合(S7,Yes)、給電元切り替え回路17を制御して、省電力デバイス3に対する電源の給電元を二次電池12に設定する(S11)。これにより、図4で説明したように、二次電池12に蓄電された電気エネルギE4が省電力デバイス3に供給され、省電力デバイス3は、二次電池12から電気エネルギE4の供給を受けて動作をする。
給電元切り替え制御部13bは、動作停止タイミングになったとき(S21,Yes)、蓄電先切り替え制御部13aに対して、省電力デバイス3の動作の停止を通知する動作停止通知を出力する(S23)。なお、給電元切り替え制御部13bは、省電力デバイス3の動作停止タイミングではないとき(S21,No)、動作停止タイミングになるまでステップS13からの処理を繰り返し行う。
給電元切り替え制御部13bは、蓄電先の変更通知を受け付けた(S25,Yes)後、給電元切り替え回路17を制御して、給電元であるキャパシタ11及び二次電池12の何れも省電力デバイス3とは非接続に設定する。これにより、図2で説明したように、省電力デバイス3には電気エネルギが供給されない。
その後、給電元切り替え制御部13bは、ステップS1に移行し、上述した処理を繰り返し行う。
次に、蓄電先切り替え制御部13aの動作について説明する。図6は、蓄電先切り替え制御部13aの動作を説明するフローチャートである。
蓄電先切り替え制御部13aは、動作開始通知を受け付けたとき(S31,Yes)、蓄電先切り替え回路15を制御して、発電素子2が変換した電気エネルギの蓄電先をキャパシタ11に設定する(S33)。これにより、図3及び図4で説明したように、発電素子2によって変換された電気エネルギE1がキャパシタ11に蓄電される。次に、蓄電先切り替え制御部13aは、給電元切り替え制御部13bに対して、電気エネルギの蓄電先をキャパシタ11に変更した旨の通知を出力する(S35)。給電元切り替え制御部13bは、この変更通知に基づいて、省電力デバイス3への給電を開始する(図5のS5乃至S11)。
蓄電先切り替え制御部13aは、ステップS31にて省電力デバイス3の動作開始通知を受け付けなかったとき(S31,No)、又はステップS35にて蓄電先の変更通知を出力した後、給電元切り替え制御部13bから、省電力デバイス3の動作停止通知を受け付けたか否かを判定する(S37)。前述したように、給電元切り替え制御部13bは、省電力デバイス3の動作停止タイミングになったときに、省電力デバイス3の動作の停止を通知する動作停止通知を出力する(図5のS23)。蓄電先切り替え制御部13aは、ステップS37において、動作停止通知を受け付けたか否かを判定する。
蓄電先切り替え制御部13aは、ステップS37にて省電力デバイス3の動作停止通知を受け付けなかったとき(S37,No)、又はステップS41にて蓄電先の変更通知を出力した後、ステップS31に移行して上述した処理を行う。
以上説明したように、第一実施形態の制御システム1において、制御回路13(給電元切り替え制御部13b)と給電元切り替え回路17の組(供給制御手段)は、キャパシタ11及び二次電池12に蓄電された電気エネルギの省電力デバイス3への供給を制御し、動作と非動作を繰り返す間欠動作を省電力デバイス3に行わせる。また、制御回路13(蓄電先切り替え制御部13a)と蓄電先切り替え回路15の組(蓄電制御手段)は、省電力デバイス3が動作しているときに、発電素子2が変換した電気エネルギをキャパシタ11に蓄電させ、省電力デバイス3が動作していないときに、発電素子2が変換した電気エネルギを二次電池12に蓄電させる。
第一実施形態の制御システム1では、省電力デバイス3の非動作時において、発電素子2が変換した電気エネルギを二次電池12に蓄電している。従って、キャパシタ11と比較して容量が大きく、電気エネルギの蓄電効率が低い二次電池12に対しても、電気エネルギを効率よく蓄電することができる。一方、省電力デバイス3の動作時において、発電素子2が変換した電気エネルギをキャパシタ11に蓄電し、キャパシタ11を介して省電力デバイス3に電気エネルギを供給している。従って、二次電池12と比較して電気エネルギの蓄電効率が高いキャパシタ11によって、省電力デバイス3に対する電気エネルギの供給を安定して行うことができる。
以上のように、第一実施形態の制御システム1では、間欠動作を行う省電力デバイス3の動作状況に応じて効率的に電気エネルギを蓄電することができる。
前述の第一実施形態において、制御システム1が電気エネルギを供給する省電力デバイス3は1つであったが、複数の省電力デバイス3に対して電気エネルギを供給してもよい。複数の省電力デバイス3に対して電気エネルギを供給する場合には、少なくとも1つの省電力デバイス3が動作しているときに、発電素子2が変換した電気エネルギの蓄電先をキャパシタ11に設定し、全ての省電力デバイス3が非動作であるときに、発電素子2が変換した電気エネルギの蓄電先を二次電池12に設定することが好ましい。以下、このように構成した第二実施形態について説明する。
図9に示す例では、2つの省電力デバイス3A、3Bが動作している。環境発電による発電量が充分な場合、蓄電先切り替え制御部13aは、発電素子2が変換した電気エネルギE1の蓄電先をキャパシタ11に設定し、給電元切り替え制御部13bは、動作対象である2つの省電力デバイス3A、3Bの給電元をキャパシタ11に設定する。これにより、2つの省電力デバイス3A、3Bは、キャパシタ11を介して供給される電気エネルギE3によって動作をする。従って、2つの省電力デバイス3A、3Bへの電気エネルギの供給を安定して行うことができる。
なお、図9及び図10の例では、2つの省電力デバイス3A、3Bが動作している場合を例示したが、3つの省電力デバイス3A乃至3Cが全て動作している場合、及び1つの省電力デバイス3Aだけが動作している場合も同様である。さらに、省電力デバイス3の数は、3つに限られない。すなわち、2つであってもよいし、4つ以上であってもよい。
以上説明したように、第二実施形態の制御システム1では、全ての省電力デバイス3A乃至3Cの非動作時において、発電素子2が変換した電気エネルギE1を二次電池12に蓄電している。従って、キャパシタ11と比較して容量が大きく、電気エネルギの蓄電効率が低い二次電池12に対しても、電気エネルギE1を効率よく蓄電することができる。一方、複数の省電力デバイス3A乃至3Cの中の少なくとも1つの動作時においては、発電素子2が変換した電気エネルギE1をキャパシタ11に蓄電し、キャパシタ11を介して省電力デバイス3に電気エネルギE3を供給している。従って、二次電池12と比較して電気エネルギの蓄電効率が高いキャパシタ11を用いて省電力デバイス3に対する電気エネルギの供給を安定して行うことができる。
前述した第一実施形態、及び第二実施形態では、1つのキャパシタ11を用いていたが、容量が異なる複数のキャパシタ11を用いてもよい。以下、容量が異なる2種類のキャパシタ11A、11Bを備えた第三実施形態について説明する。
図11は、本発明の第三実施形態に係る制御システム1のハードウェア構成を説明するブロック図である。第三実施形態に係る制御システム1では、第1キャパシタ11Aと、第1キャパシタ11Aよりも電気エネルギの最大蓄電容量が大きい第2キャパシタ11Bと、を備えている。なお、第2キャパシタ11Bにおける電気エネルギの最大蓄電容量は、二次電池12の最大蓄電容量よりも小さい。また、電圧監視回路14は、第1キャパシタ11Aの電圧と第2キャパシタ11Bの電圧をそれぞれ監視しており、給電元切り替え制御部13bは、蓄電先切り替え制御部13aに対して動作対象の省電力デバイス3A乃至3Cの数を通知する。
全ての省電力デバイス3A乃至3Cの非動作時には、第二実施形態と同様に、発電素子2が変換した電気エネルギは蓄電回路16によって電圧及び電流が調整され、調整後の電気エネルギが二次電池12に供給される。一方、省電力デバイス3(3A乃至3C)の動作期間では、動作対象の省電力デバイス3による消費電力に応じて給電元が選択される。
2つの省電力デバイス3A、3Bが動作しているときは、第2キャパシタ11Bから2つの省電力デバイス3A、3Bへ電気エネルギを供給する。この場合において、第2キャパシタ11Bの電圧が閾値以下になったときは、二次電池12から省電力デバイス3Aへ電気エネルギを供給する。
3つの省電力デバイス3A乃至3Cが動作している場合には、第2キャパシタ11Bから3つの省電力デバイス3A乃至3Cへ電気エネルギを供給し、第2キャパシタ11Bの電圧が閾値以下になったときに、二次電池12から3つの省電力デバイス3A乃至3Cへ電気エネルギを供給する。なお、3つの省電力デバイス3A乃至3Cが動作している場合には、各キャパシタ11A、11Bの電圧に関わらず、二次電池12から3つの省電力デバイス3A乃至3Cへ電気エネルギを供給してもよい。
第三実施形態の制御システム1では、省電力デバイス3によって消費される電気エネルギの量に適した給電元を選択できる。なお、各省電力デバイス3の消費電力が同一の場合に限らず、各省電力デバイス3の消費電力が異なる場合であっても同様の作用効果を奏する。
前述した第一実施形態乃至第三実施形態では、省電力デバイス3の非動作期間においてキャパシタ11には電気エネルギを供給していなかったが、非動作期間においてキャパシタ11に電気エネルギを供給してもよい。非動作期間においてキャパシタ11に電気エネルギを供給することにより、省電力デバイス3が非動作状態から動作を開始したタイミングにおいて、省電力デバイス3の動作に必要な量の電気エネルギをキャパシタ11に蓄電させておくことができ、省電力デバイス3を速やかに動作させることができる。
第四実施形態におけるハードウェア構成は、前述した第一実施形態乃至第三実施形態と同じであるため、説明を省略する。第4実施形態では、省電力デバイス3の非動作期間における制御に特徴を有していることから、当該制御について説明をする。
給電元切り替え制御部13bは、ステップS1にて省電力デバイス3の動作開始タイミングではないと判定した場合(S1でNo)、キャパシタ11の電圧を確認するタイミングになったか否かを判定する(S51)。この判定は、制御回路13のタイマ機能を用いて行うことができる。例えば、省電力デバイス3の前回の動作終了時から計時を開始し、予め定めた時間が経過したときに、電圧確認タイミングになったと判定する。
給電元切り替え制御部13bは、キャパシタ11の電圧確認タイミングになったと判定したときには(S51,Yes)、閾値を超えていたキャパシタ11の電圧が閾値以下になったか否かを判定する(S53)。一方、給電元切り替え制御部13bは、キャパシタ11の電圧確認タイミングではないと判定したときには(S51,No)、ステップS1へ移行する。
ステップS51にてキャパシタ11の電圧が閾値以下になっていないと判定したとき(S53,No)、又はステップS55にて蓄電先切り替え制御部13aに変更通知を出力した後、給電元切り替え制御部13bは、閾値以下であったキャパシタ11の電圧が閾値を超えたか否かを判定する(S53)。
給電元切り替え制御部13bは、キャパシタ11の電圧が閾値を超えたと判定したときには(S57,Yes)、蓄電先切り替え制御部13aに対して電気エネルギの蓄電先を二次電池12に変更する旨の変更通知を出力する(S59)。蓄電先切り替え制御部13aは、この変更通知に基づいて蓄電先切り替え回路15を制御し、発電素子2が変換した電気エネルギの蓄電先を二次電池12に設定する。これにより、発電素子2によって変換された電気エネルギが二次電池12に蓄電される。
第四実施形態の制御システム1では、非動作期間においてキャパシタ11に電気エネルギを供給しているため、省電力デバイス3の動作に必要な量の電気エネルギを予めキャパシタ11に蓄電させておくことができ、省電力デバイス3を非動作状態から速やかに動作させることができる。
本発明は、環境から供給される環境エネルギを電気エネルギに変換する発電素子2(発電手段)と、発電素子2が発電した電気エネルギの供給を受けて間欠動作をする省電力デバイス3(負荷)との間に設けられ、変換後の電気エネルギを蓄電し、蓄電した電気エネルギを動作対象の負荷に供給する各種の制御システム1に適用することができる。
前述の実施形態では、制御回路13、電圧監視回路14、蓄電先切り替え回路15、蓄電回路16、及び給電元切り替え回路17を用いたが、その全部又は一部をソフトウェアによって構成してもよい。また、蓄電先切り替え制御部13a、及び給電元切り替え制御部13bの全部又は一部をハードウェアによって構成してもよい。
発電素子2に関し、光エネルギ、運動エネルギ、及び熱エネルギなどの環境エネルギを電気エネルギに変換できる素子であればよい。
省電力デバイス3に関し、センサ3aと無線通信ユニット3b以外であっても、電気エネルギの供給を受けて間欠動作をするものであればよい。
電気エネルギを蓄電する蓄電手段に関し、前述した各実施形態では、キャパシタ11と二次電池12を例示したが、これらに限定されない。すなわち、蓄電手段に関しては、電気エネルギを蓄電できればよい。
<第一の実施態様>
本態様に係る制御システム(制御システム1)は、環境から供給される環境エネルギを電気エネルギに変換する変換手段(発電素子2)と電気エネルギを消費して動作をする負荷(省電力デバイス3)との間に設けられ、変換手段が変換した電気エネルギの負荷への供給を制御する制御システムであって、変換手段が変換した電気エネルギを蓄電する第1蓄電手段(キャパシタ11)と、変換手段が変換した電気エネルギを蓄電し、第1蓄電手段よりも蓄電容量が大きく蓄電効率が低い第2蓄電手段(二次電池12)と、第1蓄電手段及び第2蓄電手段に蓄電された電気エネルギの負荷への供給を制御し、動作と非動作を繰り返す間欠動作を当該負荷に行わせる供給制御手段(給電元切り替え制御部13bと給電元切り替え回路17の組)と、負荷が動作をしているときに、変換手段が変換した電気エネルギを第1蓄電手段に蓄電させ、負荷が動作をしていないときに、変換手段が変換した電気エネルギを第2蓄電手段に蓄電させる蓄電制御手段(蓄電先切り替え制御部13aと蓄電先切り替え回路15の組)と、を備えることを特徴とする。
本態様に係る制御システムにおいて、負荷(省電力デバイス3)は、複数備えられており、蓄電制御手段(蓄電先切り替え制御部13aと蓄電先切り替え回路15の組)は、少なくとも1つの負荷が動作しているときに、変換手段(発電素子2)が変換した電気エネルギの蓄電先を第1蓄電手段(キャパシタ11)に設定し、全ての負荷が動作していないときに、変換手段が変換した電気エネルギの蓄電先を第2蓄電手段(二次電池12)に設定することを特徴とする。
本態様に係る制御システムでは、制御システムが複数の負荷に電気エネルギを供給する場合において、負荷に対する電気エネルギの供給を安定して行うことができる。
本態様に係る制御システムにおいて、供給制御手段(給電元切り替え制御部13bと給電元切り替え回路17の組)は、動作対象の負荷(省電力デバイス3)によって消費される電気エネルギの量に応じて、動作対象の負荷に電気エネルギを供給する蓄電手段を決定することを特徴とする。
本態様に係る制御システムでは、省電力デバイス3の動作数に適した電気エネルギの給電元を選択できる。
本態様に係る制御システムでは、第1蓄電手段(キャパシタ11)の電圧を監視する電圧監視手段(電圧監視回路14)を備え、蓄電制御手段(蓄電先切り替え制御部13aと蓄電先切り替え回路15の組)は、負荷(省電力デバイス3)の非動作期間において第1蓄電手段の電圧が閾値を超えているときに、変換手段が変換した電気エネルギの蓄電先を第2蓄電手段(二次電池12)に設定し、負荷の非動作期間において第1蓄電手段の電圧が閾値以下であるときに、変換手段が変換した電気エネルギの蓄電先を第1蓄電手段に設定することを特徴とする。
本態様に係る制御システムでは、負荷の非動作期間において第1蓄電手段の電圧を閾値よりも高く維持できる。これにより、負荷の動作に必要な量の電気エネルギを第1蓄電手段に蓄電させておくことができ、非動作状態の負荷を速やかに動作させることができる。
本態様では、環境から供給される環境エネルギを電気エネルギに変換する変換手段(発電素子2)と電気エネルギを消費して動作をする負荷(省電力デバイス3)との間に設けられ、変換手段が変換した電気エネルギの負荷への供給を制御する制御システム(制御システム1)による制御方法であって、制御システムは、変換手段が変換した電気エネルギを蓄電する第1蓄電手段(キャパシタ11)と、変換手段が変換した電気エネルギを蓄電し、第1蓄電手段よりも蓄電容量が大きく蓄電効率が低い第2蓄電手段(二次電池12)と、変換手段が変換した電気エネルギの第1蓄電手段及び第2蓄電手段への蓄電を制御する蓄電制御手段(蓄電先切り替え制御部13aと蓄電先切り替え回路15の組)と、第1蓄電手段及び第2蓄電手段に蓄電された電気エネルギの前記負荷への供給を制御する供給制御手段(給電元切り替え制御部13bと給電元切り替え回路17の組)と、を備え、負荷を間欠的に動作させるステップと、負荷が動作をしているときに、変換手段が変換した電気エネルギを第1蓄電手段に蓄電させるステップと、負荷が動作をしていないときに、変換手段が変換した電気エネルギを第2蓄電手段に蓄電させるステップと、を実行することを特徴とする。
本態様に係る制御方法では、第1の実施態様と同様に、間欠動作を行う負荷の動作状況に応じて効率的に電気エネルギを蓄電することができる。
本態様に係るプログラムは、第五の実施態様に記載の制御システムによる制御方法の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする。
本態様に係るプログラムによれば、第五の実施態様と同等の作用効果を奏する。
Claims (6)
- 環境から供給される環境エネルギを電気エネルギに変換する変換手段と電気エネルギを消費して動作をする負荷との間に設けられ、前記変換手段が変換した前記電気エネルギの前記負荷への供給を制御する制御システムであって、
前記変換手段が変換した前記電気エネルギを蓄電する第1蓄電手段と、
前記変換手段が変換した前記電気エネルギを蓄電し、前記第1蓄電手段よりも蓄電容量が大きく蓄電効率が低い第2蓄電手段と、
前記第1蓄電手段及び前記第2蓄電手段に蓄電された前記電気エネルギの前記負荷への供給を制御し、動作と非動作を繰り返す間欠動作を当該負荷に行わせる供給制御手段と、
前記負荷が動作をしているときに、前記変換手段が変換した前記電気エネルギを前記第1蓄電手段に蓄電させ、前記負荷が動作をしていないときに、前記変換手段が変換した前記電気エネルギを前記第2蓄電手段に蓄電させる蓄電制御手段と、
を備えることを特徴とする制御システム。 - 前記負荷は、複数備えられており、
前記蓄電制御手段は、少なくとも1つの前記負荷が動作しているときに、前記変換手段が変換した前記電気エネルギの蓄電先を前記第1蓄電手段に設定し、全ての前記負荷が動作していないときに、前記変換手段が変換した前記電気エネルギの蓄電先を前記第2蓄電手段に設定することを特徴とする請求項1に記載の制御システム。 - 前記供給制御手段は、動作対象の前記負荷によって消費される前記電気エネルギの量に応じて、動作対象の前記負荷に前記電気エネルギを供給する前記蓄電手段を決定することを特徴とする請求項2に記載の制御システム。
- 前記第1蓄電手段の電圧を監視する電圧監視手段を備え、
前記蓄電制御手段は、前記負荷の非動作期間において前記第1蓄電手段の電圧が閾値を超えているときに、前記変換手段が変換した前記電気エネルギの蓄電先を前記第2蓄電手段に設定し、前記負荷の非動作期間において前記第1蓄電手段の電圧が前記閾値以下であるときに、前記変換手段が変換した前記電気エネルギの蓄電先を前記第1蓄電手段に設定することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の制御システム。 - 環境から供給される環境エネルギを電気エネルギに変換する変換手段と電気エネルギを消費して動作をする負荷との間に設けられ、前記変換手段が変換した前記電気エネルギの前記負荷への供給を制御する制御システムによる制御方法であって、
前記制御システムは、
前記変換手段が変換した電気エネルギを蓄電する第1蓄電手段と、
前記変換手段が変換した電気エネルギを蓄電し、前記第1蓄電手段よりも蓄電容量が大きく蓄電効率が低い第2蓄電手段と、
前記変換手段が変換した電気エネルギの前記第1蓄電手段及び前記第2蓄電手段への蓄電を制御する蓄電制御手段と、
前記第1蓄電手段及び前記第2蓄電手段に蓄電された電気エネルギの前記負荷への供給を制御する供給制御手段と、を備え、
前記負荷を間欠的に動作させるステップと、
前記負荷が動作をしているときに、前記変換手段が変換した前記電気エネルギを前記第1蓄電手段に蓄電させるステップと、
前記負荷が動作をしていないときに、前記前記変換手段が変換した前記電気エネルギを前記第2蓄電手段に蓄電させるステップと、を実行することを特徴とする制御システムによる制御方法。 - 請求項5に記載の制御システムによる制御方法の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018127498A JP7081349B2 (ja) | 2018-07-04 | 2018-07-04 | 制御システム、制御システムによる制御方法、及びプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018127498A JP7081349B2 (ja) | 2018-07-04 | 2018-07-04 | 制御システム、制御システムによる制御方法、及びプログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020010450A true JP2020010450A (ja) | 2020-01-16 |
JP7081349B2 JP7081349B2 (ja) | 2022-06-07 |
Family
ID=69152611
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018127498A Active JP7081349B2 (ja) | 2018-07-04 | 2018-07-04 | 制御システム、制御システムによる制御方法、及びプログラム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7081349B2 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002118508A (ja) * | 2000-10-06 | 2002-04-19 | Nec Corp | 携帯端末装置の電源供給システム及び方法 |
JP2011010478A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Casio Computer Co Ltd | 電子装置 |
JP2013233008A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Nikon Corp | 電源装置 |
JP6145741B1 (ja) * | 2016-12-27 | 2017-06-14 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | エナジーハーベスト端末 |
JP2017192180A (ja) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 一般財団法人マイクロマシンセンター | 自立型端末 |
-
2018
- 2018-07-04 JP JP2018127498A patent/JP7081349B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002118508A (ja) * | 2000-10-06 | 2002-04-19 | Nec Corp | 携帯端末装置の電源供給システム及び方法 |
JP2011010478A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Casio Computer Co Ltd | 電子装置 |
JP2013233008A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Nikon Corp | 電源装置 |
JP2017192180A (ja) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 一般財団法人マイクロマシンセンター | 自立型端末 |
JP6145741B1 (ja) * | 2016-12-27 | 2017-06-14 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | エナジーハーベスト端末 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7081349B2 (ja) | 2022-06-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110970672B (zh) | 电池组加热系统的控制系统和方法、电池组加热管理系统 | |
US20120091968A1 (en) | Method and apparatus for tracking maximum power point | |
JP5169186B2 (ja) | 電源装置 | |
TWI597912B (zh) | 能量採集系統與能量採集系統的控制方法 | |
JP7020181B2 (ja) | 電源制御装置及び通信装置 | |
JP5408162B2 (ja) | 充電制御装置、および駆動負荷モジュール | |
US9306452B2 (en) | Multiple power path management with micro-energy harvesting | |
JP5960641B2 (ja) | 充電装置 | |
JP2011024299A (ja) | 電源回路 | |
JP2024009124A (ja) | 電力制御装置、蓄電池システム、蓄電池の充電電力制御方法及びプログラム | |
JP2019041504A (ja) | 電源制御回路、無線モジュールおよび信号発信器 | |
Abdal-Kadhim et al. | Application of thermal energy harvesting in powering WSN node with event-priority-driven dissemination algorithm for IOT applications | |
JP2011197889A (ja) | プログラマブルコントローラ | |
JP2010035401A (ja) | センサ制御式洗浄装置,およびその電源管理方法と電源管理システム | |
KR101904986B1 (ko) | 전력 관리 기능을 갖는 무선 센서 노드 | |
JP6269142B2 (ja) | 制御装置、制御方法、プログラム、および電力制御システム | |
JP7081349B2 (ja) | 制御システム、制御システムによる制御方法、及びプログラム | |
US10243378B2 (en) | Discharge protection circuit and its control method | |
TWI641945B (zh) | 感測裝置及控制方法 | |
JP2015164380A (ja) | 独立型分散電源システムの運転方法 | |
CN102170766B (zh) | 电子装置及其供电控制方法 | |
JP5721650B2 (ja) | 電池管理装置、電池管理方法およびプログラム | |
KR101746949B1 (ko) | 다수의 미약 전원의 전력 조합 장치 및 그 제어 신호의 생성 방법 | |
US20160085562A1 (en) | Wake-up judgment apparatus for generator | |
JP2014142727A (ja) | 自動販売機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210520 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220420 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220426 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220509 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7081349 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |